管道建设中塌方风险的分析和预防

【摘要】管沟、操作坑坍塌是管道建设过程中造成人员伤亡最多的一个主要风险，在管道建设领域，每年都会发生几起土石方坍塌事故，造成重大伤亡和经济损失，本文简要介绍了管道建设过程中坍塌风险存在的原因和预防、消减措施。

【关键词】管道坍塌预防

近十年来，我国的管道建设事业迅猛发展，特别是近几年，各种输油、输气管道每年都达到近万公里的施工任务。纵观多年来的管道建设历程，在项目建设过程中，每年都会发生各种各样的安全生产事故，造成人员伤亡、财产损失和重大负面影响。从事故统计情况来看，坍塌事故是各类事故中发生频率较大、造成后果较严重的一类事故，其原因复杂，控制困难，应引起各级管理人员的高度重视。

坍塌风险成因及状态

（一）管沟开挖时未按边坡比设计要求进行放坡。其原因是：1、技术人员没有对施工人员进行交底，或交底不清，导致现场盲目开挖施工。2、现场工作不按照设计交底要求施工，为降低成本或抢进度。3、受四周环境限制无法正常进行开挖。4、受征地原因影响，作业带宽度减少，不能正常放坡开挖。

（二）动、静载荷过大。其原因是：1、开挖出来的土方对方在管沟一侧，且离沟边较近，造成对沟壁压力过大，导致塌方。2、开挖完毕的管沟，经雨水浸润、冲刷后，土壤包含水份，其自重增大，承载土方载荷增大，力学性能发生改变，导致承受力下降，发生坍塌。3、由于焊接设备、运输设备、起重设备重量很大，施工时设备在沟边行走、停放，增大沟壁的动、静载荷。

（三）积水浸泡。其原因是1、管沟开挖后，受雨水积水的浸泡，或地下水位较高的地方受地下水的浸泡，管沟壁容易松软、坍塌。2、冬季土层浅度冻结，春季冻土层融化，底部管沟壁松软，导致大面积塌方。

（四）地质构造破坏。其原因是：在上坡、山脚开挖管沟时，由于破坏了地质稳定结构，上坡向土石方失去支撑，在重力作业下发生山体滑坡。

二、风险消减措施

（一）严格按照技术要求开挖管沟

1、开挖前，技术人员要对施工人员进行交底，并对管沟进行检查验收。

2、现场施工作业人员要严格按照技术要求开挖，不得擅自更改边坡比。

3、受周围环境限制不能正常开挖管沟时，要制定专项施工方案，经审批后再施工，保证安全。

4、加强地方协调，不得因为征地协调原因随意缩减作业带宽度，影响管沟

的正常放坡。

5、管沟边坡坡度应根据土壤类别、力学性能和管沟开挖深度决定。深度在

5米以内（不加支撑）的管沟最陡边坡的坡度可按下表确定。

表1.1 深度在5米以内管沟最陡边坡坡度

6、深度超过5米的管沟边坡可根据实际情况，采取边坡适当放缓，加支撑或采取阶梯式开挖措施。

（二）动静载荷过大消减措施

1、开挖时，应将土石方堆放到焊接施工对面一侧的沟边，堆土离管沟至少0.5米远。

2、当土方量较大时，必须远离沟边堆放，或外运处理。

8、管沟开挖时间较长后，再进行沟下作业时，要重新进行风险分析，观察是否有坍塌、开裂现象。

3、雨水过后，要检查管沟的冲刷浸泡情况，采取增大边坡比、消除静载荷等方式防止坍塌。

4、设备运行时要与沟边至少保持1米的距离，应该在施工设备停稳后，观察无坍塌风险时在进入施工作业点。

（三）积水浸泡的风险消减措施

1、经雨水积水、地下水长期浸泡的管沟，在清除积水后准备作业前要重新进行风险分析。

2、应在管线下沟之前开挖管沟，尽量缩短管沟放置时间。

3、春季施工时，开挖完的管沟要防止冻土融化发生坍塌，要清除沟边较大冻土块 ，适当放大坡度。

4、冬季开挖时，由于冻土层较硬，很难开挖，但必须要清除表层的硬土壳，避免盲目扩大操作坑形成翁形空间。

（四）其他风险消减措施

1、受周围环境限制，整条管沟不能正常开挖时，作业点周围的沟壁一定要满足边坡比要求。

2、必要时，要采取加防护支撑或防护笼等措施，使人员在安全封闭的环境下作业。

3、沟下作业时，沟上必须留有监护人，随时观察管沟、及周围安全情况，发现问题时要及时通知沟下作业人员躲避，逃生和急救。

4、沟下作业要配备足够的逃生梯、设置应急通道，现场配备足够的应急设备和器材。

5、制定坍塌应急救援预案，制定应急措施，并定期培训演练。

参考文献：

SY 0401－98 输油输气管道线路工程施工及验收规范

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。